2022.09.27

2025.03.04

Javaプログラミング

円周上のランダムな座標を求める3

円周上のランダムな座標を求める その３

原点(ox,oy)、半径rで表す円の上の座標を乱数を使って求めるソースコードを紹介しています。

下の図のように、角度θと半径rを与えることで座標(x,y)を計算することができます。

角度θと半径rと(x,y)の関係
角度θと半径rから(x,y)を求める

これは原点(0,0)を中心とした円周上の座標です。

原点(ox,oy)を中心とした座標は、原点(0,0)で計算した座標(x,y)に(ox,oy)を足すことで求められます。(x+ox,y+oy)が求める座標です。

ここで紹介するソースコードでは、円の中心座標(ox,oy)と、固定した半径rの値と、角度θを乱数で発生させた値からランダムな円周上の座標を計算しています。

Javaソースコード - Math.random()メソッドを使用

PointOnCircle3.java

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public class PointOnCircle3 {
	public static void main( String[] args ) {
		// 半径を指定
		double radius = 100.0;

		// 円の中心座標を指定
		double ox = 60.0;
		double oy = 40.0;

		// 乱数でラジアンを求める
		double rad = 2.0 * Math.PI * Math.random();

		// 原点(ox,oy)、半径radiusの円周上の(x,y)を計算
		double x = radius * Math.cos( rad ) + ox;
		double y = radius * Math.sin( rad ) + oy;
		
		// 結果を出力
		System.out.println( "x=" + x );
		System.out.println( "y=" + y );
	}
}

コンパイル ソースコードが「ANSI」の場合

C:\talavax\javasample>javac -encoding sjis PointOnCircle3.java

コンパイル ソースコードが「UTF-8」の場合

C:\talavax\javasample>javac PointOnCircle3.java

実行

C:\talavax\javasample>java PointOnCircle3

出力結果(実行する毎に結果が変わります)

x=157.825195965776
y=19.257988664126067

Javaソースコードの解説

001

public class PointOnCircle3 {

クラス名を、PointOnCircle3としています。

002

	public static void main( String[] args ) {

このmainメソッドからプログラムを実行します。

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		// 半径を指定
		double radius = 100.0;

半径を格納する変数radiusに100.0を代入しています。この値を色々変えてみてください。

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008

		// 円の中心座標を指定
		double ox = 60.0;
		double oy = 40.0;

円の中心座標(60,49)を指定しています。この値を色々変えてみてください。

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011

		// 乱数でラジアンを求める
		double rad = 2.0 * Math.PI * Math.random();

ラジアンを格納する変数radに、0.0～2πの範囲で発生する乱数を代入しています。

Math.PIは定数でπ(パイ)の値3.141592…です。

次に呼び出すMath.cosメソッドとMath.sinメソッドは、ラジアンの角度が引数なので、0.0～2πの乱数を発生しています。

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		// 原点(ox,oy)、半径radiusの円周上の(x,y)を計算
		double x = radius * Math.cos( rad ) + ox;
		double y = radius * Math.sin( rad ) + oy;

半径radiusに、Math.cos( rad )を掛けた値に、円の中心x座標oxを足してx座標の値を計算しています。同様にMath.sin( rad )を掛けた値に、円の中心y座標oyを足してy座標の値を計算しています。

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		// 結果を出力
		System.out.println( "x=" + x );
		System.out.println( "y=" + y );

求めた座標(x,y)をprintlnメソッドでコンソール出力しています。

以上です。

Javaソースコード - Randomクラスを使用

以下は、Randomクラスを使用して乱数を生成するJavaソースコードです。

PointOnCircle3_2.java

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import java.util.Random;

public class PointOnCircle3_2 {
	public static void main( String[] args ) {
		// 半径を指定
		double radius = 100.0;

		// 円の中心座標を指定
		double ox = 60.0;
		double oy = 40.0;

		// Randomオブジェクトを生成
		Random rand = new Random();

		// 乱数でラジアンを求める
		double rad = 2.0 * Math.PI * rand.nextDouble();

		// 原点(ox,oy)、半径radiusの円周上の(x,y)を計算
		double x = radius * Math.cos( rad ) + ox;
		double y = radius * Math.sin( rad ) + oy;
		
		// 結果を出力
		System.out.println( "x=" + x );
		System.out.println( "y=" + y );
	}
}

コンパイル ソースコードが「ANSI」の場合

C:\talavax\javasample>javac -encoding sjis PointOnCircle3_2.java

コンパイル ソースコードが「UTF-8」の場合

C:\talavax\javasample>javac PointOnCircle3_2.java

実行

C:\talavax\javasample>java PointOnCircle3_2

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